1. Educación

República Bolivariana de Venezuela
UNIDAD EDUCATIVA “DR. JOSÉ MARÍA VARGAS”
Vía San Diego de los Altos, Sector Quebrada Honda, Municipio Carrizal
Estado Miranda Teléfonos: 372-44-60/373-55-17
Página Web: www.uevargas.com / Correo Electrónico: [email protected]
M A N U A L DE L A B O R A T O R I O
FÍSICA
3
(Movimiento Rectilíneo Uniforme)
PROFESORA:
ALEANDRA RUIZ
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
¿Cómo se mide la velocidad, el tiempo y la distancia que alcanza un objeto? El movimiento rectilíneo uniforme
se caracteriza porque su trayectoria es una línea recta y el modulo, dirección y el sentido de la velocidad
permanecen constante en el tiempo. En consecuencia, no existe aceleración ya que la aceleración tangencial es
nula, puesto que el módulo de la velocidad es constante, y la aceleración normal es nula porque la dirección de
la velocidad es constante.
OBJETIVO GENERAL
Describir y determinar el movimiento rectilíneo uniforme a través de su gráfica y ecuación.
OBJETIVOS ESPECIFICOS





Conocer las características del movimiento rectilíneo uniforme
Relacionar tablas de valores con representaciones graficas
Utilizar el concepto de pendiente de la recta para calcular velocidad
Calcular el espacio recorrido por un móvil a partir de su grafica v/t
Conocer y aplicar las ecuaciones del movimiento estudiado
HIPOTESIS
Para describir el movimiento de un cuerpo que se mueve en línea recta es necesario tomar un punto inicial de
referencia llamado origen. Al conocer en un cierto instante la coordenada posicional de un cuerpo en una
gráfica, se podrá saber la distancia y el desplazamiento del cuerpo.
VARIABLE
Dependiente: distancia
Independiente: velocidad
PRE - LABORATORIO
PROFESORA:
ALEANDRA RUIZ
Haz la siguiente lectura y responde en el cuaderno las preguntas:
Movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U)
Hacer la descripción del movimiento de un cuerpo significa precisar, a cada instante, su posición en el espacio.
Para lograrlo son necesarios instrumentos capaces de facilitar la realización de mediciones, como son la cinta
métrica, reglas, reloj o cronómetros.
Cuando decimos que un cuerpo se encuentra en movimiento, interpretamos que su posición está variando
respecto de un punto considerado fijo.
Consideremos un móvil que se desplaza en línea recta, dirección horizontal y hacia la derecha, tal como en la
figura. Puede notarse que el móvil recorre 40m cada 4 segundos de tiempo transcurrido, diciéndose que realiza
desplazamientos iguales en intervalos de tiempo iguales. Por otra parte puede notarse que su trayectoria es una
línea recta.
Esta condición hace que el movimiento sea rectilíneo y uniforme, por lo que podemos decir:
Un movimiento es rectilíneo y uniforme cuando la trayectoria es una línea recta y el móvil realiza
desplazamientos iguales en intervalos de tiempos iguales.
Construcción, análisis e interpretación de graficas en el (M.R.U).
Anteriormente hemos analizado antes que el movimiento rectilíneo uniforme es el que efectúa un móvil cuando
sigue una trayectoria recta en el cual recorre distancias iguales en tiempos iguales.
Para analizar la gráfica partiremos de una tabla, donde se tienen los datos correspondientes al desplazamiento de
un móvil que recorre 5 metros cada segundo.
X(m)
t(s)
0
0
5
1
10
2
15
3
20
4
25
5
Partiendo de la tabla procedemos a hacer una representación gráfica, tomando las distancias(x) en las ordenadas
y los tiempos (t) en las abscisas. A la gráfica que obtenemos le llamamos grafica (x,t) o grafica de la distancia
en función del tiempo o grafica posición tiempo. Se llama (x,t) porque las posiciones las hemos denominado (x)
y los tiempos (t).
En la siguiente grafica de (x,t) se puede observar las características siguientes:
PROFESORA:
ALEANDRA RUIZ
a) La grafica es una línea recta que pasa por el origen.
b) Las distancias recorridas por el móvil son directamente proporcional a los tiempos. De esto nos damos
cuenta, porque a medida que se duplica el tiempo se duplica también la distancia recorrida; si se triplica
el tiempo se triplica la distancia y así sucesivamente. Existe una relación de proporcionalidad directa
entre las variables posición y tiempo.
c) Veamos que se obtiene al calcular la pendiente de la recta. Debemos tener el cuidado de usar las
unidades. Para ello seleccionamos los puntos A y B situados sobre la recta.
La ecuación de la pendiente de la recta viene dada por:
m=Y2 – Y1_
X2 - X1
m= Ordenada de B – Ordenada de A__
Abscisas de B – Abscisas de A
Sustituyendo los valores tenemos:
m= 20m – 10m_ = 10m_
4s – 2s
2s
m=5m/s
Este valor obtenido no es más que la rapidez del móvil, por lo que podemos concluir diciendo:
La pendiente de la recta en una gráfica (x,t) de un movimiento rectilíneo uniforme da el valor de la rapidez.
d) Puede obtenerse el valor de la distancia recorrida por el móvil en cada instante de tiempo sin necesidad
de recurrir al cálculo. Así, por ejemplo:
 La distancia recorrida a los 4s puede observarse en la gráfica que es 20m.
 La distancia recorrida a los 2s es 10m.
 La distancia recorrida entre los puntos A y B la obtenemos observando en las abscisas las posiciones
para esos puntos y luego se restan:
XA=10m y XB=20m.
Luego la distancia entre los puntos A y B es:
XAB= XB - XA
XAB= 20m – 10m
XAB=10m
Grafica rapidez – tiempo o grafica (v,t) para un M.R.U.
Hemos visto antes que un móvil realiza un movimiento uniforme cuando el valor de la rapidez (módulo
de la velocidad) es constante.
Como el movimiento es uniforme, se tendrá que para cada intervalo de tiempo la rapidez es la misma, tal
y como lo muestra la tabla que representamos a continuación:
PROFESORA:
ALEANDRA RUIZ
V(km/h)
t(h)
80
0
80
0,1
80
0,2
80
0,3
80
0,4
80
0,5
80
0,6
Partiendo de la tabla procedemos a hacer una representación gráfica de la rapidez en función de tiempo,
colocando los valores de rapidez en las ordenadas y los valores del tiempo en las abscisas.
Observando la gráfica obtenida se notan las características siguientes:
 La grafica obtenida es una recta horizontal, paralela al eje de los tiempos.
 La rapidez del móvil en cada instante puede determinarse con solo observar en el eje de ordenadas los
valores en cada intervalo de tiempo.
 Obsérvese que la figura, limitada por la gráfica y los ejes, está representada por un rectángulo cuya base
es el tiempo y la altura es la rapidez. Bastara con calcular el valor numérico del área de la figura
formada.
La figura se trata de un rectángulo que representa los siguientes datos:
Base (b)= 0,6 h
Altura (h)= 80km/h
Luego X=b.h= 0,6h.80km/h
X=48Km


Conclusión
En cuanto a la gráfica (v,t) de un movimiento rectilíneo uniforme puede decirse:
Es una recta paralela al eje de los tiempos
Que la distancia recorrida por el móvil es el valor numérico del área de la figura (rectángulo)
Responde las siguientes preguntas:






Explica las características de un movimiento rectilíneo uniforme
Explica como calculas la pendiente de una recta en una grafica
¿Cómo es la gráfica (x – t) en un movimiento rectilíneo uniforme?
¿Cómo es la gráfica (v – t) en un movimiento rectilíneo uniforme?
¿Qué magnitud obtienes, al calcular la pendiente de la recta en una gráfica (x – t)?
¿Explica cómo calculas la distancia recorrida por el móvil en una gráfica (v – t)?
Para estudiar el M.R.U utilizaremos un carrito autopropulsor por un motor que hace girar sus ruedas, de
tal manera que se desplaza con rapidez constante. Para determinar los tiempos utilizaremos un
dispositivo llamado ticómetro o registrador de tiempo, como el de la figura.
PROFESORA:
ALEANDRA RUIZ
Este aparato nos permite registrar en una cinta de papel intervalos de tiempo muy cortos. El produce un
golpe con la misma frecuencia creando una marca sobre la cinta de papel que va unida a un carrito de
baterías, de manera que entre dos marcas consecutivas siempre transcurre el mismo tiempo, tal y como
se muestra a continuación en La figura.
…………………………..
……………………………………
Punto de inicio cinta de papel
Ese tiempo se mide en “tic”, que es el intervalo de tiempo comprendido entre 5 puntos consecutivos de la cinta.
La distancia recorrida (cm) en cada unidad de tiempo será igual a la medida entre 5 puntos consecutivos de la
cinta.
Como usar los puntos de la cinta para llenar la tabla de datos:



Haz una marca vertical en donde los puntos estén más uniformes. Esa marca será el punto de origen del
movimiento.
Se cuentan, por ejemplo, cinco puntos que será el primer tic y la primera distancia recorrida por el
carrito (x1). A continuación se cuentan cinco puntos más y este será el segundo tic y la segunda distancia
(x2) recorrida por el carrito y así sucesivamente hasta terminar con todos los puntos.
Para hallar la distancia x1; x2; x3… se mide desde el punto de origen hasta el primer tic. Este será el valor
de x1; luego se mide desde el origen hasta el segundo tic y será el valor de x2; y así sucesivamente hasta
completar toda la tabla.
En el siguiente esquema se puede observar la cinta con el punto de origen del movimiento y los
intervalos de tiempo: 0,1,2,3,4,5,6, y 7 tic respectivamente, asi como también se pueden ver las
distancias recorridas marcadas por: x1, x2,x3,x4,x5,x6 y x7.
PROFESORA:
ALEANDRA RUIZ
Midiendo cada una de las distancias desde el origen tenemos:
X1=1,2 cm
X5=6cm
X2=2,3cm
X6=7,2cm
X3= 3,5cm
X7=8,6cm
X4=4,8cm
Luego con los datos anteriores procedemos a llenar la siguiente tabla de datos:
T(tic)
X(cm)
0
0
1
1,2
2
2,3
3
3,5
4
4,8
5
6
Al llevar estos puntos a un sistema de ejes de coordenadas, resulta la siguiente gráfica, que como puedes
observar es una recta.
LABORATORIO
Materiales requeridos: cinta de papel de 13mm de ancho, registrador de tiempo, batería de 1,5 voltios,
un carrito de baterías, papel carbón cortado en forma circular, lápiz, regla graduada, y papel
milimetrado.
PROFESORA:
ALEANDRA RUIZ
6
7,2
Actividad 1: Analizar la gráfica posición – tiempo en el movimiento rectilíneo uniforme.
Toma una cinta de papel y colócala de tal manera que pase a través del ticografo por debajo del papel
carbón. Esta cinta debe ser halada por un carrito de pila que se pondrá en funcionamiento
simultáneamente con el ticografo. En la cinta quedaran registrados una serie de puntos. El profesor dará
las explicaciones de cómo llenar el siguiente cuadro.
t(tic)
X(cm)
Con los datos obtenidos en la tabla anterior construye, en un papel milimetrado, una gráfica posición –
tiempo y responde las preguntas siguientes:







¿Qué forma tiene la gráfica?
Calcula la pendiente de la grafica
¿Qué representa dicha pendiente?
¿Qué significado físico tiene el valor anterior?
¿Cómo es el movimiento realizado? ¿Por qué?
¿Qué distancia ha recorrido a los 4 tic después de haber partido?
Escribe la relación de proporcionalidad entre dicha variable
Actividad 2: analizar la gráfica rapidez – tiempo en el movimiento rectilíneo uniforme.
Usando la tabla de la experiencia número 1 calcula la rapidez en cada intervalo de tiempo y completa la
siguiente tabla de valores en tu cuaderno.
T(tic)
V(cm/tic)






¿Cómo son los valores obtenidos de la rapidez?
Basándote en la respuesta anterior, ¿Qué puedes concluir?
Construye una gráfica rapidez – tiempo
¿Cómo es la gráfica obtenida?
Calcula la distancia recorrida por el móvil a los 5 tic.
¿Qué diferencia encuentras, entre esta gráfica y la obtenida en la experiencia numero 1?
POST – LABORATORIO
1) Se han medido distancias y tiempos en dos movimientos rectilíneos uniformes A y B con el mismo
origen. Los datos obtenidos se encuentran en las siguientes tablas:
Movimiento A
t(s)
X(m)
PROFESORA:
ALEANDRA RUIZ
0
0
1
3
5
15
7
21
Movimiento B
t(s)
X(m)



0
0
6
9
8
12
10
15
Representa, sobre un mismo eje, las gráficas (x – t) de los dos movimientos. Señala semejanzas y
diferencias.
¿tienen los dos móviles la misma rapidez?
Representa, en un mismo eje, las gráficas (v – t) de los dos movimientos. Señala semejanzas y diferencias
entre las dos.
2) ¿Qué tipo de movimiento representa cada una de las gráficas siguientes? Explica. Haz las anotaciones en
el cuaderno.
3) Una larga recta de una carretera tiene una longitud de 10km. Calcular el tiempo en segundos que
empleara en recorrerlas:





Una excursionista que camina a 5km/h.
Un camión con una rapidez constante de 54km/h.
Un automóvil con una rapidez constante de 90km/h.
La luz del faro de un automóvil. Velocidad de la luz en el aire 300 000 km/h.
El sonido de la corneta de un automóvil, que se propaga con una rapidez de 340m/s.
4) Dos pueblos A y B se encuentran separados por una distancia de 5km sobre una carretera recta.


Un peatón parte de A hacia B con una rapidez de 4km/h. ¿a qué distancia de A se encuentra dicho peatón al
cabo de 3 horas?
Un peatón parte de B hacia A con una rapidez de 4km/h. ¿a qué distancia de A se encuentra dicho peatón al
cabo de 3 horas.
PROFESORA:
ALEANDRA RUIZ
5) En la tabla figuran las distancias a las cuales se encuentran un automóvil del origen del sistema de
referencia en cada instante.
t(s)
X(m)



0
2
4
38
6
56
Construye una gráfica posición tiempo.
¿Cómo es la gráfica obtenida?
¿Cuál es el valor de la rapidez del automóvil en cada intervalo de tiempo? Con los datos obtenidos llena la
siguiente tabla en el cuaderno:
t(s)
V(m/s)




2
20
0
2
4
Construye una gráfica (v – t).
¿Cómo es la gráfica obtenida?
¿Que representa el área bajo la gráfica que trazaste?
Calcula el valor del área de la figura formada
6) Un compañero de clases nos informa que un cuerpo se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme.
¿podrías explicar que significa el término rectilíneo? ¿Qué significa el término uniforme?
7) Un móvil parte de un punto distante del origen 50km y al cabo de 1hora y posteriormente regresa con
una rapidez de 60 km/h moviéndose durante 2 horas.



Haz una gráfica (x –t)
¿Cuál fue la rapidez durante la primera hora de movimiento?
¿Cuál fue la distancia total recorrida?
8) Con los datos del desplazamiento de un móvil en función del tiempo se obtuvo la siguiente grafica




¿Cuál es la posición del móvil al iniciar su movimiento?
¿Cómo es la rapidez del móvil hasta el instante 2 segundos y calcula su valor?
¿Cuál es el valor de la rapidez durante el intervalo de tiempo entre los puntos: B y C; C y D; D y E?
¿Cuál fue la posición más alejada del móvil?
PROFESORA:
ALEANDRA RUIZ
6


¿En qué instante invirtió el sentido de su recorrido?
¿El móvil regreso al punto de partida?
PROFESORA:
ALEANDRA RUIZ